磨料的材料特性及磨削表現(xiàn)
固結(jié)磨具,;
涂附磨具;
耐火材料與陶瓷,,如,,地磚涂層——防滑、保溫,、防紅外線,;
噴砂材料,如航空發(fā)動機清洗、涂層,;
特種用途,,如復(fù)合地板表面噴涂的白剛玉。
1,、磨料特性:堅硬;有棱角,,鋒利,;具有一定的機械強度;具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性,;一定的熱穩(wěn)定性,。
2、生產(chǎn)過程:電弧爐冶煉→冷卻→破碎→篩分→分級→特殊處理→混料→包裝,。
電弧爐冶煉,,2230℃以上,溫度高,,變化大,,控制難,比煉鋼難度大得多,,這應(yīng)該是我行業(yè)的驕傲,。
1,、***有:化學(xué)成分,、穩(wěn)定性、硬度,、韌性/脆性,、顆粒形狀、粒度組成,、表面清潔度,、表面涂層。
2,、顆粒形狀有:針形pointed,、標(biāo)準(zhǔn)形angular、方形cubik,。微粉亦應(yīng)分為3類,。圖1為磨木材、油漆狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)型(尖形)和拋光狀態(tài)下的方形磨料,。
3,、硬度:圖2是幾種磨料的硬度比較示意圖,,由圖得知,鋯剛玉的硬度是不高的,,半脆剛玉比棕剛玉的硬度高一點,,陶瓷磨料的硬度***高。
4,、韌性采取的是比較檢測方法:以粒徑250微米的磨粒為準(zhǔn),,觀察測量其通過一定時間球磨后,看能夠篩下的物質(zhì)是多少,,篩下物越少,,韌性越好。我們的實驗結(jié)論是:鋯剛玉的韌性***好,,SG磨粒的韌性次之,,棕剛玉和半脆剛玉經(jīng)藍火煅燒后韌性提高。
以下介紹產(chǎn)品,,包括棕剛玉,、半脆,、白剛玉,、鉻剛玉、鋯剛玉,、藍火棕剛玉,。
1,、太巴客各工廠的棕剛玉牌號:奧地利工廠的EPL質(zhì)量***好,,其余,如意大利,、斯洛文尼亞,、美國的各種牌號產(chǎn)品大大差于它。不同質(zhì)量的礬土影響棕剛玉的質(zhì)量,。
2,、EPL牌號產(chǎn)品的特點是:質(zhì)量純正,高韌性,、壽命長,、與酚醛樹脂有較好的潤濕性,有較好的跳躍性,,主要應(yīng)用于各種難磨的金屬(鋼材)和硬木的磨削,。
3、太巴客鄭州騰達公司有3種牌號:標(biāo)準(zhǔn)A,、煅燒AC,、陶瓷涂層ACP-CC,。
4、在電子顯微鏡透視下,,低檔的棕剛玉與高品級的是完全不同的,,低級品由于雜質(zhì)其表面呈現(xiàn)眾多微裂紋,二者比較見圖3,。在高溫(如磨削時)下(1000℃)熱處理后會發(fā)生相變,,我們稱之為生出“癌細胞”,而高品級的仍然表面晶瑩,,鋒芒突出,,二者比較見圖4。
圖3
5,、將鄭州騰達AC(即經(jīng)煅燒的)與未煅燒品制成鋼紙砂盤,,見圖5,AC顯然比未煅燒品要好約25%,。
1、半脆剛玉和棕剛玉性能比較
2,、奧地利工廠出產(chǎn)的型號FRPL,,HAC-P半脆剛玉是方形顆粒,有較好的切削性,,采用陶瓷涂層,,主要應(yīng)用于:熱敏感金屬、冷切削,。
3,、半脆藍火(即煅燒處理的)Semifriable/bluefired
在高溫下,Ti發(fā)生偏析,,變藍(Ti2O3→TiO2),,熱處理后可提高壽命;
同時使磨粒表面平順,;
主要應(yīng)用于:硬鋼,、合金鋼;汽車漆,;硬木,。
1,、化學(xué)成分:99.5-99.8% Al2O3,。
2、物理性能:硬度比棕剛玉硬(~20GPa),;比棕剛玉脆,;較好的表面操作性,;跳躍性非常好;半透明性,。
3,、磨削性能:冷切削,但壽命短
4,、60#白剛玉的顆粒形狀和堆積密度:
5,、SWPL的特性主要表現(xiàn)在:粒形呈尖形(即針狀);切削性鋒利,;磨削時不易粘屑,;跳躍性好??膳c棕剛玉混合使用,。
主要應(yīng)用于:汽車漆;皮革等軟性物質(zhì),;軟木,。
型號為SRPL,;
物理特性:冷切削,,壽命比白剛玉長,跳躍性好,,寬廣的用途,;
主要應(yīng)用于:有色金屬,、各種木材,、油漆。
1,、型號為KMGPL。
2,、化學(xué)成分:Al2O3 97.7%,、C 1.9%、MgO 0.4%,,形成合金狀態(tài),,C元素為有意加入的。
3,、顆粒形狀:標(biāo)準(zhǔn)形,。
4、色澤:深灰色,,暗灰色(dark grey),。
5,、晶格形狀:介乎ZK40和ZK25之間。
6,、應(yīng)用領(lǐng)域:特別適用于制造硬布產(chǎn)品和鋼紙砂盤,,重負(fù)荷磨削,磨鋼軌(高速鐵路),。
磨削對象:結(jié)構(gòu)鋼,、合金結(jié)構(gòu)鋼、普通鋼,、鉻/釩系列合金鋼,、錳鋼、低合金鋼,。
1、物理特性:硬度:16.0 kN/mm2,;
熔點:~1740℃,;
密度:4.6 g/cm3;
導(dǎo)熱率:6~10 W/mK,;
韌性:4.3(36#粒度),;
2、化學(xué)成分:Al2O3 54.50,、ZrO2 41.50,、TiO2 2.50、Fe2O3 0.20,。
3,、晶胞結(jié)構(gòu):共晶生長十分漂亮,晶胞均勻,,定向一致(生長不好的晶胞大小不一)
4,、磨削機理:隨著磨削的進行,切刃逐漸磨鈍,,磨削壓力增加,,熱量增加,磨粒沿TiO2邊緣裂開,,產(chǎn)生新的切刃,。較小的晶胞等于長壽命,較大的晶胞等于短壽命,。
5,、太巴客有兩種形狀的鋯剛玉P砂:標(biāo)準(zhǔn)形ZK40、大塊形ZZK40(extremly blocky),,前者較鋒利,,后者較鈍,。
6、太巴客改進型的鋯剛玉:非鐵陶瓷涂層(高溫1000℃,、低溫600℃),,無熱斑/瑕疵,切削火花大,,更好的樹脂親和力,,更長的使用壽命。采用無涂層的ZK40
Std和具有不同涂層材料的ZK40 UM1,、ZK40
UM2制作鋼紙砂盤,,進行無冷卻條件下磨削試驗,結(jié)果見圖6,。上述三種鋼紙砂盤在空氣冷卻情況下,,進行磨削試驗,結(jié)果見圖7,。
1、單顆粒強度Compact fracture force
試驗方法:儀器方法,。
選擇60-100#磨粒,,顆粒不能太小,去掉過大和過小測試值,,然后平均,。
2、鋒利性Cutting edges
白剛玉SWPL和半脆剛玉FRPL有比較鋒利的邊鋒,,特別適合磨削軟性物質(zhì),,如:木材、油漆,、皮革等,。
棕剛玉EPL和煅燒剛玉BFRPL,、BEPL有很強的韌性,,但它的邊鋒沒有白剛玉尖銳。
氧化鋁-碳合金KMGPL和鋯剛玉ZK40是以晶體脫落的型式來進行磨削的,,多用于在中等和大壓力狀態(tài)下磨金屬,。
陶瓷磨料的邊鋒/棱角沒有剛玉那樣尖銳,這是由它的晶體結(jié)構(gòu)決定的,,在磨削時需要很大的壓力,。
1,、包括煅燒Calcination,、高溫煅燒High temperature treatments(>1200℃),、整形Grain shape alterations和涂層Grain coating等。
2,、涂層處理方法有:
含鐵質(zhì)涂層:目的是增加表面積,,提高粘結(jié)性;
非鐵質(zhì)涂層:特別適合一些特殊行業(yè):如:核電站,、飛機工業(yè)等,;
低溫涂層:用于熱敏感磨料,如鋯剛玉,、陶瓷磨料等,。
3、幾種預(yù)處理措施:
標(biāo)準(zhǔn)預(yù)處理——改善跳躍性處理,,以能在各種氣候及低壓下保持良好的跳躍性,;
特殊預(yù)處理——疏植砂、提高親水性處理
特殊流動性處理——主要針對800#以細微粉,。
4,、S處理 S-Treatment
S處理的磨料有棕剛玉EPL、半脆剛玉FRPL和半脆藍火剛玉BFRPL系列,,粒度范圍:P24-P500,。
白剛玉,、鉻剛玉有這樣的特點:即使被磨掉一大半,,仍然有尖銳的邊鋒。
半脆剛玉由于其晶胞的定向性,,在磨削過程中,,隨著晶體的脫落,不斷在晶界上生成新的邊鋒,。
鉻剛玉,、SG磨粒,由于晶體很微小,,脫落后形成平面,,因而需要很大的壓力,對樹脂的要求較高,。
棕剛玉或藍火磨料在磨削時易被金屬屑堵塞,,磨削發(fā)熱,如樹脂不耐熱,,磨粒脫落,,有涂層的好一些。
1,、 粒度大于63微米(P80-220)的屬于磨粒,,采用篩選法生產(chǎn);粒度小于63微米(P240-2500)屬于微粉,,一般采用沉降法生產(chǎn),。
微粉粒度檢查方法:沉降法、電阻法,、激光法,、圖像分析法。各種微粉可以供應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)的粒度,。例如: FEPA-P標(biāo)準(zhǔn)磨料,;FEPA-F標(biāo)準(zhǔn),F(xiàn)磨料JIS標(biāo)準(zhǔn),,ANSIB74.18,,等等。
2,、微粉磨粒形狀
尖形微粉P240-800特別適合打磨汽車漆,、木、家具等,;
方形微粉P1000-2500特別適合拋光汽車漆,、金屬部件等。
3,、測量微粉的堆積密度(Bulk Density)可以間接反映磨粒的形狀,。
4、超細方形白剛玉微粉ZWPL P1500/P2000/P2500(均小于20微米)用于汽車漆拋光,,,,堆積密度不小于1.40g/cm3。能夠給予較好的表面拋磨效果,,但犧牲了磨削率,。
作者簡介:Franz Skale,博士,,太巴客菲拉赫總部應(yīng)用工程經(jīng)理,,在太巴客工作25年,對涂附磨具和固結(jié)磨具所使用的磨料具有極其豐富的經(jīng)驗,。
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